Устройство для защиты электроустановки от неправильного чередования фаз

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПРАВИЛЬНОГО ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ, содержащее пороговый блок, подключенный к двум. . ЛВС контролйруерым фазам, D-триггер, элемент задержки и исполнительный оргай, отличающееся тем, что., с целью повышения помехоустойчивости и быстродействия, оно дополнительно снабжено двумя RS-триггерами , причем S и R-входы первого RS-триггера подсоединены соответственно к первому и второму выходам порогового блока, запускающий и сбрасывающий входы второго RS-триггера подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, вход элемента задержки подключен к прямому выходу г;арвогЬ триггера, а D-триггер С-входом подключен к инверсному выходу второго (Л триггера и D-входом к выходу элес мента задержки. 00 СП 4; 00, / Н ft/t./

СОЮЗ CGBETCHHX

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g Н 02 Н 3/253

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H AВТОРСНОИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ABC

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3579732/24-07 (22) 16.04.83 (46) 15.08.84. Бюл. Р 30 (72) С.К.Рухленко, А.Г.Давиденко, Е.С.Белиловский и В.И.Резников (71) Всесоюзный научно- исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 744838, кл. Н 02 Н 7/097, 1978.

2. "3лектроника", M., "Мир", 1982, Р 11, с.80. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ОТ НЕПРАВИЛЬНОГО

ЧЕРЕДОВАНИЯ ФАЗ, содержащее пороговый блок, подключенный к двум контролируемым фазам, D-триггер, элемент задержки и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что., с целью повьпнения помехоустойчивости и быстродействия, оно дополнительно снабжено двумя RS-триг" герами, причем S u R-входы первого

RS-триггера подсоединены соответственно к первому и второму выходам порогового блока, запускающий и сбрасывающий входы второго RS-триггера подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, вход элемента задержки подключен к прямому выходу =::- рвого триггера, а D-триггер С-входом подключен к инверсному выходу второго триггера и D-входом — к выходу элемента задержки.

1 11085

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты систем управления трехфаэной нагрузкой и самой трехфазной нагрузки от неправильного чередова5 ния фаэ, например, в электроприводе, где требуется обязательное соблюдение направления вращения двигателя или в системах управления трехфаэной нагрузкой с одноканальной сис-;

«емой импульсно-фазового управления.

Известно устройство для защиты . трехфазного электродвигателя от вращения в обратном направлении, содержащее три преобразователя синусоидального сигнала в серию прямоугольных импульсов, четыре логических элемента И, триггер и исполнительное устройство(1 ).

Недостатками этого устройства являются инерционность, отсутствие однозначной информации о чередовании, фаз сети в любой произвольный момент времени, а также необходимость применения трехканального преобразователя,, синусоидальных сигналов в импульсные и узла интегрирования выходных ,импульсных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

30. устройство защиты от неправильного включения фазы, содержащее пороговый блок, два триггера, интегрирующую цепь и выходное устройство. Выходы порогового блока подключены к 3 -входу и синхронизирующему входу первого 3 -триггера, на выходе которого установлена интегрирующая RC-цепь (т =1 с), выполняющая роль элемента задержки, выход которого пбдключен ко второй половине микросхемы — второму D-триггеру, используемому в качестве согласующего элемента (2 ).

Устройство работает следующим образом.

Передний фронт каждого сигнала, поступающего на синхронизирующий вход первого D-триггера, при правильном чередовании фаз приходится на единич" ный уровень сигнапа на его D-входе, а при неправильном чередовании фаэ — 0 на нулевой уровень сигнала. Поэтому при отсутствии помех в первом случае первый D-триггер постоянно находится в единичном состоянии, а во втором— в нулевом, что надежно обеспечивает Б5 соответственно отключенное и включенное состояние исполнительного устройства. Происходит это из-за следую48 а щего. При наличии помех на фронтах выходных сигналов порогового блока появляется "дребезг" и, если фазы сети подключены правильно,.то по за. нему фронту сигнала на синхрониэирующем входе первого D-триггера он ложно устанавливается в нулевое состояние, а по переднему фронту следующего сигнала — вновь устанавливается в единичное; в случае неправильного чередования фаз по "дребезгу" на зац нем фронте сигнала, поступающего на синхрониэирующий вход первого

D-три гера, он ложно устанавливается в единичное состояние, а по переднему фронту очередного сигнала триггер сбрасывается в нулевое состояние.

При большой интенсивности помех на выходе первого триггера появляются импульсы, скважность которых может доходить до двух, как при правильном, так и неправильном чередовании фаз сети. При этом в обоих случая;. сигнал на выходе элемента задержки может иметь практически один и тот же уровень, что неизбежно приводит к сбоям в работе устройства. Наличие элемента задержки предотвращает сбои устройства лишь при малой интенсивности помех, так как уровень сигнала на выходе этого элемента при правильном чередовании фаз имеет значение, близкое к максимальному, а при неправильном чередовании— близкое к нулевому.

Недостатками известного устройства явяяется то, что оно имеет большую инерционность и при работе в сетях с большим уровнем Промышленных помех, в частности питающих статические преобразователи, устройство. дает сбои. ,Целью изобретения является повышение помехоустойчивости и быстродействия устройства защиты от неправильного подключения фаз трехфазной сети.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты электроустановки от неправильного чередо" вания фаз, содержащее пороговый блок, подключенный к двум контролируемым фазам, 3 -триггер, элемент задержки и исполнительный орган, дополнительно снабжено двумя RS -триггерами, причем запускающий и сбрасывающий входы первого К5-триггера подсоединены соответственно к первому и второму выходам порого11085

3 ного блока, запускающий и сбрасывающий входы второго RS-триггера. подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого триггера, вход элемента задержки подключен к прямому выходу первого триггера, 33 --триггер С-входом; подключен к инверсному выходу второго триггера и >> -входом — к выходу элемента задержки. 10

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — временные диаграммы работы элементов устройства при прямой qoследовательности чередования фаз, на фиг.3 — то же, при обратной последовательности

Устройство содержит пороговый блок 1, состоящий из двух пороговых элементов 2 и 3, подключенных к фа. зам А и В контролируемой сети, R5 триггеры 4 и 5, элемент задерж- ки 6, »> -триггер 7 и исполнительный орган 8. и 5 -входы триггера 4 подклю- 25 чены к выходам пороговых элементов

2 и 3, а R u S -входы триггера 5 подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера 4.

Вход элемента задержки 6 подключен к прямому выходу триггера 4. С-вход

D -триггера 7 подключен к инверсному выходу триггера 5, à его Э -вход . к выходу элемента задержки 6..

Устройство работает следующим образом.

На входы пороговых элементов 2 и 3 поступают синусоидаль»»ые сигналы напряжения фаз А и В. С выходов элементов 2 и 3 выдаются импульсы .

0 и И с периодом повторения, равным периоду сети, и длительност»ю рав1 ной полпериода сети. При наличии сетевых помех на фронтах эчих сигналов появляется "дребезг" в виде одного

45 или нескольких кратковременных импульсон.

При правильном чередовании фаз передний фронт импульса И опережает передний фронт импульса И на

3 50

120 эл.град. Ло переднему фронту импульса Lfz R5 -триггер 4 устанавлива" ется в единичное состояние, его выходной сигнал Uq имеет единичный уровень, а сигнал U — соответственнонулевои. Если сигналы U и U одно$5

3 временно имеют единичный уровень, то сигналы U< н О 4 также одновременно имеют нулевой уровень, поэтому по переднему фронту сигнала U ypo3 вень П станов»»тся нулевым. Однако при наличии "дребезга" на переднем фронте сигнала U3задний фронт сигнала U также имеет "дребезг".

По заднему фронту сигнала U трйггер 4 устанавливается в нулевое состояние, но при наличии "дребезга" на заднем фронте сигнала U передний

2 фронт сигнала U также имеет "дреll

4 безг . Передний фронт сигнала U4 и задний фронт сигнала д4 формируются по переднему фронту сигнала П они помехозащищенные, так как передний фронт сигнала Uz совпадает с нулевым уровнем сигнала Uy и кратковременные исчезновения си нала U» не изменяют состояния триггера.

Импульсы U+ и U< поступают соответственно на 5 и > -входы триггера 5, но так как искаженные помехами фронты сигналов U4»» U4 не имеют. одновременно единичного уровня, то на выходах триггера 5 формируются импульсы 05 и Ц с обоими помехозащи5 щенными фронтами. Импульсы О поступают на С-вход ) -триггера 7, а на

его 3 -вход через элемент задержки 6 поступают импульсы U4 с прямого выхода триггера 4. Элемент задержки задерживает передний и задний фронт импульсов только на время Ф ° необходимое для последовательного срабаты-, вания триггеров 5 и 7, составляющее

0,15-0,5 мкс. Поэтому при правильном чередовании фаз сети во время прихода переднего фронта каждого импульса

Й на D -входе триггера 7 будет нуле-. вой уровень, и »> -триггер становится в нулевое состояние или подтверждается его нулевое состояние.

При неправильном чередовании фаз сигнал У опережает сигнал U3 на 120 эл.град., при этом аналогично триггер 4 формирует сигналы U u U > ф } имеющие по одному помехозащищенному фронту, а триггер 5 формирует сигналы U<)» U< с обоими помехоэащищенными фронтами. При этом по переднему фронту каждого импульса Ug, который при неправильном чередовании фаз всегда совпадает с единичным уровнем сигнала Ц триггер 7 устанавливается в единичное состояние или подтверждается его единичное состояние, Таким образом, независимо от наличия и интенсивности сетевых помех, при правильном чередовании фаз сети триггер 7 постоянно находится в нуле3 l 08548 вои состоянии, а при неправильном чередовании фаз — в единичном.

Выходной сигнал триггера 7 воздействует на исполнительный орган.

На прямом выходе триггера 5 выде- 5 ляются помехозащищенные импульсы, которые при прямом чередовании фаз сети соответствуют положительной полуволне фазы А, поэтому они могут дополнительно использоваться для син- о хронизации систем управления, в частности для одноканальной системы импульсного Фазового управления. При этом отпадает необходимость в применении в этих системах специальных формирователей помехозащищенных импульсов синхронизации.

В

При любой интенсивности сетевых помех устройство надежно обеспечива20 ет защиту механизмов одностороннего движения с электроприводами переменного тока, например конвейеров, погружных насосов — и включения на работу в "обра " () сторону при неправильном подключении фаз питающей сети, так как при не-, правильной фазировке запрещает подачу питающих напряжений на двигатели. Кроме этого, устройство дает

I возможность широко использовать, наиболее простую одноканальную систему импульсно-фазового управления при разработке тиристорных устройств для управления двигателями переменного.тока, так как оно запрещает работу системы при неправильной фазировке питающих напряжений, при к зторой одноканальная система работать

»е может.

Устройство, использовано при разработке комплексных тиристорных устройств типа ТСУ-2.

В отличие от серийно выпускаемых тиристорных устройств ТСУ-Р, ТСУ-РИ устройство ТСУ-2, в котором реализов@ но предложенное устройство, может без специальных средств защиты применяться для электроприводов с одномеханизмов °

1108548

ЗНИИПК Эака» 5878/40 Тираа Ü14 Подписное

Филиал ППП "Патаках", г .Уагород, ул.Проектная, 4